Page 267 - Основы_химии

375] Т Е П Л О Е М К О С Т Ь . 259

выяснена в главе V I I I . Для серы молекулы содержат S 8, и ее атомная теплоемкость =
= 32 • 0,163 = 5,22, т.-е. заметно менее обычной. Если же в молекуле угля скопилось
много атомов углерода, то этим до некоторой степени объясняется его сравнительно малая
атомпая теплоемкость. По отношению к теплоемкости сложных тел здесь уместно упомя­
нуть о том выводе Еоппа, что молекулярную теплоемкость (т.-е. произведение MQ) можно
рассматривать как сумму атомных теплоемкостей составных начал, но так как это пра­
вило не имеет общности и пригодно только для приближенного суждения о теплоемкостях
тел, для которых не сделано прямых определений, то я не считаю надобным вдаваться
в подробности выводов, помещенных в Liebig's Ann. Suppllementband 1861 г., где находится
и масса определений, сделанных Коппом.
Должно заметить, что для кислородных (также водородных и углеродных) соеди­
нений частное 'MQ/n, где п есть число атомов в молекуле, всегда получается меньшее 6
для твердых тел, напр., для MgO = 5,0, CuO = 5,l, Мп0 2 = 4,6, для льда (Q — 0,504) 3,0,
SiOj, = 3,5 и т. д. Нельзя сказать, зависит ли это от меньшей теплоемкости атомов кисло­
рода в его твердых соединениях (Копгі), или от каких других причин, но, принимая
во внимание это уменьшение, зависящее от содержания кислорода, все же в теплоемкости
окислов, до некоторой степени, можно видеть отражение валентности элементов. Так, напр.,
для глинозема AI sO„ (0=0,217), MQ = 22,3, а потому частное MQ/n = 4,5 близко к тому,
которое дает MgO, но если бы мы придали глинозему состав магнезии, т.-е. сочли бы
алюминий двувалентным, то получили бы число 3,7, гораздо меньшее. Вообще же для
соединений одинакового атомного состава и сходственных химических свойств молеку­
лярные теплоемкости MQ близки, как давно замечено многими исследователями. Напр.,
ZnS 11,7 и HgS 11,8; MgS0 4 27,0 и ZnS0 4 28,0 и т. п.
[375] Если W есть количество тепла, содержащееся в массе m вещества при тем­
пературе t, a d И — расходуемое для нагревания от t до < + dt, то теплоемкость
Q = d \\'l(tn • dt). Теплоемкость изменяется не только с переменою состава и сложности
молекул вещества, но также с переменою температуры, давления и физического состояния
веществ. Даже для газов и паров замечается малая перемена Q с t. Постоянство тепло­
емкости совершенных газов составляет одно из исходных положепий теории тепла и
укрепляет суждение о температурах при помощи газовых термометров, содержащих водо­
род, азот или воздух; но так как и здесь есть малые различия, то условились считать
водородный термометр нормальным, когда упругость газа при 0° = 1000 мм ртути
при 0°. Ле Шателье (1887) принимает, на основании существующих определений, что
молекулярная теплоемкость, т.-е. произведение MQ, всех газов изменяется пропорционально
температуре и притом стремится сделаться одинаковым (=6,8), при температуре абсо­
лютного нуля, т.-е. при — 273°, а потому MQ = 6,8 + 0 (273 +1), где величина а есть
постоянное, возрастающее со сложностью газовой молекулы, a Q есть теплоемкость газа
при постоянном давленпп. Для постоянных газов а почти = 0 и Л/О = 6,8, -" - атомная
е
т
I
теплоемкость (если в молекуле 2 атома) = 3,4, как оно п есть (см. гл. X , доп. 258). Что
касается до жидкостей (равно как и до паров, ими образуемых), то для всех них тепло­
емкость возрастает с возрастанием температуры. Так, напр., для бензола 0,38 + 0,0014t.
Р. Шифф (1887) показал, что изменение теплоемкости многих органических жидкостей
пропорционально изменению температуры (как для газов, по Ле Шателье), и привел
в зависимость эти изменения с составом и температурою абсолютного кипения. Весьма
вероятно, что теория жидкостей воспользуется этими простыми отношениями, напоми­
I
нающими простоту изменения удельного веса (гл. I , доп. 111), сцепления и других свойств
жидкостей с температурою. Все они выражаются линейной функцией температуры: а + bt,
с такою же степенью приближения, как свойство газов уравнением рѵ — ВТ. Возрастание
теплоемкости газов с повышением темп, видно прямо из опыта. Напр. Голборн и Аустип
на шли для воздуха среднюю теплоемкость от 20° до 440° = 0,2366, а от 20° до 800° = 0,2430,
а для CO ä при t" теплоемкость =0,2038 + 0,0001384« —0,00000005« .
2
Что касается отношения теплоемкости жидкостей (твердых тел) и их паров, то
всегда теплоемкость пара (также и твердого тела) меньше, чем жидкости. Напр.: для
бензола пар 0,22, жидкость 0,38, хлороформ пар 0,13, жидкость 0,23, вода пар 0,475,
жидкость 1,0. Но вся сложность отношений, существующих в теплоемкости, видна из того,
что теплоемкость льда много менее, чем жидкой воды = 0,502. Для брома теплоемкость
паров = 0,055 (при 150°), жидкости = 0,107 (при 30°) и твердого брома 0,084 (при —15°),
по Реньо. Одну из задач времени составляет уяснение тех сложных отношений, которые
существуют между составом и такими свойствами, как теплоемкость, скрытое тепло,
icnrnpenne от тепла, сжимаемость, внутреппее трение, сцепление и тому подобные свойства,
Fвязать пх может только полная теория жидкостей, которой появление ныне должно ждать
сравнительно в скорое время, тем более, что многие стороны ныпе уже отчасти уяснены.
Количество тепла Q, потребпое для нагревапия одной весовой части тела на один
градус, можно выражать суммою: (> = A ' + t f + />, где А'означает тепло, расходуемое
действительно для нагревания, или то, что называют абсолютною теплоемкостью, В есть
количество тепла, расходуемое на внутреннюю работу, совершающуюся при изменении
температуры, и D — количество тепла, расходуемое для внешней работа. Для газов
последняя величина легко может быть определена, зная коэффициент их расширения,